JP2018004263A - Current measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電流測定装置に関する。 The present invention relates to a current measuring device.
例えば、特許文献1には、シャント抵抗器と温度検出回路を内蔵する回路基板とを、ケース内に配置した構造が記載されている。この構造により、例えば、バッテリ(電池)に流れる電流を検出してバッテリの充電状態を検出することができる。
For example,
例えば、上記のような温度検出回路を内蔵する回路基板にマイコンやアンプなどの、検出信号を処理するための電子部品を搭載したい場合がある。 For example, there are cases where it is desired to mount electronic components for processing detection signals, such as a microcomputer and an amplifier, on a circuit board incorporating the temperature detection circuit as described above.
しかしながら、従来の構造では、回路基板に電子部品を搭載すると、装置全体が大きくなってしまうという問題がある。 However, the conventional structure has a problem that when the electronic component is mounted on the circuit board, the entire apparatus becomes large.
本発明は、電流測定装置を小型にすることを目的とする。また、電流測定装置に電子部品を搭載しやすくすることを目的とする。 An object of this invention is to make a current measuring device small. Another object of the present invention is to make it easier to mount electronic components on the current measuring device.
本発明の一観点によれば、電流を測定するための電流測定装置であって、電流を流す導体と(電極端子と抵抗体とを備えた抵抗器でもよいし、抵抗体を備えないバスバーでもよい)、前記導体の電流方向に離間して配置された少なくとも一対の電圧検出端子と、前記電圧検出端子が接続される基板と、を備え、前記基板は、電流方向に長さを有し、前記基板の、前記電圧検出端子との接続部は、前記基板の長さ方向の一端部側に偏った位置に配置されている電流測定装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a current measuring device for measuring current, which may be a conductor through which a current flows (a resistor including an electrode terminal and a resistor, or a bus bar not including a resistor). Good), comprising at least a pair of voltage detection terminals spaced apart in the current direction of the conductor, and a substrate to which the voltage detection terminal is connected, the substrate having a length in the current direction, A connecting portion of the substrate with the voltage detection terminal is provided with a current measuring device arranged at a position biased toward one end in the length direction of the substrate.
接続部を一端部側に偏らせることで、他端部側にスペースを持たせることができる。
前記一対の電圧検出端子は、前記基板の一端部側に偏った位置に配置されていることが好ましい。これにより、基板とのバランスをとることができる。
前記基板の一端側とは反対側に、電子部品が搭載されているようにすると良い。
By biasing the connecting portion toward the one end portion, a space can be provided on the other end portion side.
It is preferable that the pair of voltage detection terminals are arranged at positions deviated toward one end of the substrate. Thereby, a balance with a board | substrate can be taken.
It is preferable that an electronic component is mounted on the side opposite to the one end side of the substrate.
前記基板は、前記導体の幅以下の幅を有することが好ましい。その差はケースの厚さ程度が良い。 The substrate preferably has a width equal to or less than the width of the conductor. The difference is about the thickness of the case.
前記導体と前記基板との間に配置される台座を有するようにすると良い。導体の幅をケースの幅と同じにすることで、出っぱりのない外観を持たせることができる。 It is preferable to have a pedestal disposed between the conductor and the substrate. By making the width of the conductor the same as the width of the case, it is possible to have an appearance that does not protrude.
前記導体における、前記基板の一端部側とは反対の側に、前記基板を固定するための固定部を有することが好ましい。 It is preferable that the conductor has a fixing portion for fixing the substrate on a side opposite to the one end portion side of the substrate.
前記固定部を前記基板の長さ方向の一端部側に偏った位置に配置したことで、電圧検出端子の固定部とともにバランス良く固定することができる。 By arranging the fixing portion at a position deviated toward one end side in the length direction of the substrate, the fixing portion can be fixed in a well-balanced manner together with the fixing portion of the voltage detection terminal.
本発明によれば、電流測定装置を小型にすることができる。また、電流測定装置に電子部品を搭載しやすくすることができる。 According to the present invention, the current measuring device can be reduced in size. In addition, electronic components can be easily mounted on the current measuring device.
以下、本発明の実施の形態による電流測定装置について、抵抗体と電極との端面同士を突き合わせた突き合わせ構造の抵抗器を用いて構成した場合を例にして、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、抵抗器は、抵抗体と電極とが表面で接続されている構造に適用することも可能である。 Hereinafter, a current measuring device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking as an example a case of using a resistor having a butted structure in which end surfaces of a resistor and an electrode are butted together. . The resistor can also be applied to a structure in which a resistor and an electrode are connected on the surface.
尚、本明細書において、抵抗器の電極−抵抗体−電極が配置される方向を長さ方向と称し、それと交差する方向を幅方向と称する。 In this specification, the direction in which the electrode of the resistor-resistor-electrode is arranged is referred to as the length direction, and the direction intersecting with the length direction is referred to as the width direction.
まず、本発明の実施の形態による電流測定装置について説明する。
図1は、本発明の実施の形態による電流測定装置の一構成例を示す分解斜視図である。図2は、図1の電流測定装置に対応する回路構成の一例を示す図である。図3、図4および図5は、図1の各部の構成例を示す斜視図である。図6は、組み立てられた電流測定装置の図1に示すIa−Ib線に沿う断面図である。
First, a current measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration example of a current measuring device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration corresponding to the current measuring apparatus of FIG. 3, FIG. 4 and FIG. 5 are perspective views showing a configuration example of each part of FIG. 6 is a cross-sectional view of the assembled current measuring device taken along line Ia-Ib shown in FIG.
図1に示すように、本実施の形態による電流測定装置Aは、シャント抵抗器1と、その上に配置される台座21と、その上に配置される基板41と、上から全体を収容するケース61と、を有する。そして、例えば、バッテリ(電池)に流れる電流を検出してバッテリの状態を検出する。シャント抵抗器1は、測定対象の電流を流すために電流経路と接続する端子5a、5bを有し、電流の変化に応じた電位差を生じる。そして、シャント抵抗器1に生じる電圧降下によってバッテリの状態を検出する。
As shown in FIG. 1, the current measuring apparatus A according to the present embodiment accommodates the
シャント抵抗器(以下、「抵抗器」と称する。)1は、例えば、抵抗体3と、第1および第2の電極(一対の端子部)5a、5bとの端面を突き合わせた突き合わせ構造を有する。抵抗体3は、Cu−Ni系、Ni−Cr系、Cu−Mn系などの抵抗材料を用いることができる。電極5a、5bは、Cuなどの材料を用いることができる。抵抗体3と電極5a、5bとの接合は、電子ビーム、レーザービームなどの溶接の他、クラッド接合、金属ナノペーストによるろう付け等を用いて形成することができる。
The shunt resistor (hereinafter referred to as “resistor”) 1 has a butting structure in which, for example, the
本実施の形態による抵抗器1においては、さらに、板状の電極5a、5bから立ち上がる電圧検出端子17a、17bが設けられており、この例では電極5a、5bをそれぞれ1本ずつ、抵抗体3との境界に近い位置に設けている。
In the
抵抗体3の長さは、目標とする抵抗値に合わせるための長さL3であり、電極5aの長さはL2、電極5bの長さはL1であり、ここでは、L2>L1となっている。
The length of the
抵抗器1上には、後述する台座21を介して、基板41、例えばプリント基板が配置されている。
On the
基板41は、上記電圧検出端子17a、17bを通す孔を形成するとともに、上から、はんだなどを用いて電気的に接続する接続部47a、47bを有している。接続部47a、47bには、例えば、配線45などの一端が接続されており、配線45を介して後述するように電圧を検出することができる。
The
基板41は、抵抗器1における電流を流す方向(長さ方向AR1)に長さを有し、接続部47a、47bは、基板の長さ方向の中央部ではなく、AR1の一端部側(図1では矢印AR1の方向と反対方向)に偏った位置に配置されている。基板41の一端部側と反対方向の端部には、外部へ信号を取り出すための端末86が設けられている。さらに基板41の四隅には、貫通孔48が設けられている。
The
ケース61は、前記一端部側とは反対方向の側面に開口部63を有している。
尚、基板41の幅W2は、抵抗器の幅W1以下である。基板41を抵抗器1よりも幅を狭くすることで、後述するケース61を小型化することができ、電流測定装置を全体として小型にすることができる。
The
The width W2 of the
基板41における電圧接続端子の位置の長さ方向の偏りに対応して、抵抗器1の電圧検出端子17a、17bの長さ方向(AR1)の位置を中央部よりも偏った位置に配設しており、図4において示すように、抵抗器1、台座21、基板41を組み立てた状態では、抵抗器1の長さ方向AR1の中央部に基板41を位置させることができる。
Corresponding to the deviation in the length direction of the position of the voltage connection terminal on the
尚、図1において、符号15は、ボルト孔であり、例えば、バスバーなどに固定するための孔である。符号11は、台座21を介して電流検出用基板41を固定するための孔である。孔11,11は、電極5aに形成されている。
In FIG. 1,
次に、抵抗器1と基板41とを固定するための支持部材として機能する台座21について説明する。
Next, the
台座21は、平板23の4隅に設けられた足部31aから31dまでと、足部31aから31dまでの上面(基板41側)に設けられた例えば円柱状の突起部33aから33dまでを、有している。さらに、平板23には、電圧検出端子17a、17bを通す貫通孔25a、25bと、後述するボルトを通す貫通孔27、27が設けられている。
The
図2は、図1の電流測定装置に対応する回路構成の一例を示す図である。
図2に示す電流測定装置(電流検出モジュール)Bは、例えば、上記のシャント抵抗器1と、上記の基板41であって、シャント抵抗器1の両端子5a、5b間の電圧信号を電圧検出端子17a、17bを介して増幅するアンプ53と、アンプ53により増幅した信号をA/D変換するA/D変換器55と、デジタル信号出力を受け取って演算を行うマイコン57とを有する。なお、図1において、アンプ53等は省略している。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration corresponding to the current measuring apparatus of FIG.
The current measuring device (current detection module) B shown in FIG. 2 is, for example, the above-described
通電時に、電流検出用抵抗器1の電圧検出端子17a、17bより取得した電圧値が増幅され、デジタルデータに変換され、マイコン57によってバッテリの電流値が演算される。電流値は、データバス等を通じて図示しない各種電気機器へ送られる。これにより、バッテリの状態を精度良く検出することができる。
At the time of energization, the voltage value acquired from the
図3(a)、図3(b)は、抵抗器1と台座21とを接続する様子を示す斜視図である。
図3(a)に示すように、抵抗器1上に台座21を、電圧検出端子17a、17bが貫通孔25a、25bに入るように位置決めして配置する。2つ貫通孔25a、25bは位置決め用の孔として機能する。
FIGS. 3A and 3B are perspective views showing a state in which the
As shown in FIG. 3A, the
次いで、ボルト71a、71bを、孔11、11および貫通孔27、27に挿入し、ナット73a、73bでネジ止めする。この固定構造は、基板41の一端部側とは反対の側に偏った位置で、基板41および台座21を固定する。固定部の位置は、一方のボルト71aを一端部側とは反対側の端部とし、他方のボルト71bを、台座21の中央部分にて固定される。これにより、図3(b)に示すように、抵抗器1と台座21とを位置決めしながらボルト71a、71bとナット73a、73bで強固に固定することができる。
Next, the
次に、図3(b)の構造を組み立てた後に、図4に示すように、基板41を台座21上に固定する。すなわち、突起部33aから33dを基板41の貫通孔48にそれぞれ嵌め込む。突起部33aから33dの高さを基板41の厚さと同じにしておけば、図4の状態で、突起部33aから33dの先端面と基板面とを面一にすることができる。
Next, after assembling the structure of FIG. 3B, the
この状態で、2つの接続部47a、47bに接続された電圧検出端子17a、17bは、基板41の上面から少しだけ突き出す長さを有している。
In this state, the
ここで、電圧検出端子17a、17bを基板41の長さ方向の一端部側に偏った位置に配置したため、基板41の中央部から他端側に空きスペースができる。この空きスペースに、例えば、抵抗器1から得られた電位差に基づく信号を処理するための各種電子部品81、83を搭載することができる。
Here, since the
電子部品81、83からの出力信号を外部に取り出すため端子部86から取り出された信号は、図5に示すように、開口部63を通るケーブル91などにより、例えば、ECUなどの処理装置に対して信号を送信することができる。
As shown in FIG. 5, the signal taken out from the
前述のように、例えば、基板41の幅W2を、抵抗器1の幅W1よりもケース61の厚さd(図1参照)分だけ狭くすることで、図5に示すように、抵抗器1の幅とケース61の幅とを同じにして出っぱりのない、突出部等が少ない構成とすることができる。
As described above, for example, by making the width W2 of the
図6の断面図にも示すように、基板41の中央部から他端側に形成された空きスペースにおいて、基板と台座とをボルト71a、71b−ナット73a、73bにより固定するとともに、基板41の上面と下面との少なくともいずれか一方の空きスペースに、電子部品81、83などを搭載することができる。搭載する部品は、例えばアンプやA/D変換器、温度補正回路、マイコンなどである。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 6, in the empty space formed on the other end side from the center portion of the
また、抵抗器1における電圧検出端子17a、17bの配置を抵抗器1の中央部から片側寄りに偏らせるとともに、基板における電圧検出端子の接続位置も同位置に偏らせることで、空スペースを形成するとともに、抵抗器1に対してケース61を、長さ方向のほぼ中央に配置することが可能である。
Further, the arrangement of the
上記の実施の形態においては、抵抗器1を用いた。抵抗器の代わりにバスバーを用いても良い。すなわち、台座21を介して基板41に取り付ける対象は、電位差を検出できる導体であれば良く、例えば、抵抗器の代わりにバスバーを用いても良い。
In the above embodiment, the
以上に説明したように、本実施の形態による電流検出装置によれば、電流測定装置を小型にすることができる。従って、バッテリに取り付けても、邪魔になりにくい。また、電流測定装置に電子部品を搭載しやすくなる。ケースにより保護されているため、衝撃にも強く、自動車などにも取り付けが可能である。 As described above, according to the current detection device of the present embodiment, the current measurement device can be reduced in size. Therefore, even if it is attached to the battery, it is difficult to get in the way. In addition, electronic components can be easily mounted on the current measuring device. Because it is protected by a case, it is resistant to impact and can be attached to automobiles.
上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 In the above-described embodiment, the configuration and the like illustrated in the accompanying drawings are not limited to these, and can be appropriately changed within a range in which the effect of the present invention is exhibited. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the object of the present invention.
本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。 Each component of the present invention can be arbitrarily selected, and an invention having a selected configuration is also included in the present invention.
本発明は、電流検出装置に利用可能である。 The present invention is applicable to a current detection device.
A…電流測定装置
1…抵抗器(導体)
3…抵抗体
5a、5b…第1および第2の電極(一対の端子部)
17a、17b…電圧検出端子
21…台座
31a〜31d…足部
33a〜33d…突起部
41…基板
47a、47b…接続部
61…ケース
71a、71b…ボルト
73a、73b…ナット
81、83…電子部品
A ...
3...
17a, 17b ...
Claims (6)
電流を流す導体と、
前記導体の電流方向に離間して配置された少なくとも一対の電圧検出端子と、
前記電圧検出端子が接続される基板と、を備え、
前記基板は、電流方向に長さを有し、
前記基板の、前記電圧検出端子との接続部は、前記基板の長さ方向の一端部側に偏った位置に配置されている
電流測定装置。 A current measuring device for measuring current,
A conductor through which current flows;
At least a pair of voltage detection terminals spaced apart in the current direction of the conductor; and
A substrate to which the voltage detection terminal is connected,
The substrate has a length in a current direction;
The current measurement device in which the connection portion of the substrate with the voltage detection terminal is disposed at a position biased toward one end portion in the length direction of the substrate.
請求項1に記載の電流測定装置。 The current measuring device according to claim 1, wherein the pair of voltage detection terminals are arranged at positions deviated toward one end of the substrate.
請求項2に記載の電流測定装置。 The current measuring device according to claim 2, wherein an electronic component is mounted on the side opposite to the one end side of the substrate.
請求項1から3までのいずれか1項に記載の電流測定装置。 4. The current measuring device according to claim 1, wherein the substrate has a width equal to or smaller than a width of the conductor. 5.
請求項1から4までのいずれか1項に記載の電流測定装置。 5. The current measuring device according to claim 1, further comprising a pedestal disposed between the conductor and the substrate.
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